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一种基于高介电材料的可编程调节无极性电容器

发明公布  无效
申请(专利)号:CN201110420452.1国省代码:河南 41
申请(专利权)人:河南科技大学
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摘要:
一种基于高介电材料的可编程调节无极性电容器,包括平行板电容和可编程控制器,平行板电容由一块下电极板、至少两块不同面积的上电极板和高介电材料填充层构成,上电极板的引出线与双向晶闸管的一个主端子连接;双向晶闸管的另一个主端子为公共端电极,相互连接后作为平行板电容的一个接线端;下电极板引出的下层电极作为平行板电容的另一个接线端;可编程控制器的控制信号输出口通过驱动电路与双向晶闸管的门极连接;高介电材料填充层的相对介电常数大于100000,厚度小于0.3mm。电容器的容量值可以通过在系统编程的方法调整,具有体积小、容量大、调整方便的特点,适用于各种需要对电路中电容值进行实时调整的电子产品领域。

主权项:
一种基于高介电材料的可编程调节无极性电容器,其特征在于:包括平行板电容(1)和可编程控制器(2),平行板电容(1)由一块下电极板(3)、至少两块不同面积的上电极板(4)和高介电材料填充层(5)构成,下电极板(3)与上电极板(4)平行设置,高介电材料填充层(5)设置在下电极板(3)和上电极板(4)之间,每块上电极板(4)都与一个双向晶闸管(6)对应,上电极板(4)的引出线与双向晶闸管(6)的一个主端子连接;双向晶闸管(6)的另一个主端子为公共端电极(7),相互连接后作为平行板电容(1)的一个接线端;下电极板(3)引出的下层电极(8)作为平行板电容(1)的另一个接线端;所述可编程控制器(2)的控制信号输出口(9)通过驱动电路(10)与双向晶闸管(6)的门极连接;所述的高介电材料填充层(5)的相对介电常数大于100000,高介电材料填充层(5)的厚度小于0.3mm。


说明书

一种基于高介电材料的可编程调节无极性电容器

技术领域

本发明涉及一种无极性电容器,具体地说是一种可通过在系统编程调整电容值的基于高介电材料的可编程调节无极性电容器。 

背景技术

现有的电容器有两种:有极性电容和无极性电容。有极性电容主要用于电源、滤波用途比较固定,使用数量有限。而无极性电容,在现代这个电子产品微型化和高智能化要求的时代用量非常大,且本身就具备很好的电磁兼容性、可靠性和安全性,因此应用前景非常广阔。针对不同的现代化智能电子产品我们需要使用不同型号和规格的电容器,使用起来要注意很多参数要求,容量大小的不同,不但使用不方便,也造成了资源的浪费。现阶段已经有大量使用基于普通材料可调的电容器和大量的专利出现,但主要归结为两类:一类是在使用前机械装置通过更改电极对应面积大小预先调整好电容值,然后开始工作;另一类是电极大小不变通过改变不同填充介质,形成不同容量的电容值,相互组合提供不同的电容值。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于高介电材料的可编程调节无极性电容器,具有在系统可编程控制容量大小、体积小、容量大、调整方便的优点。 

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种基于高介电材料的可编程调节无极性电容器,包括平行板电容和可编程控制器,平行板电容由一块下电极板、至少两块不同面积的上电极板和高介电材料填充层构成,下电极板与上电极板平行设置,高介电材料填充层设置在下电极板和上电极板之间,每块上电极板都与一个双向晶闸管对应,上电极板的引出线与双向晶闸管的一个主端子连接;双向晶闸管的另一个主端子为公共端电极,相互连接后作为平行板电容的一个接线端;下电极板引出的下层电极作为平行板电容的另一个接线端;所述可编程控制器的控制信号输出口通过驱动电路与双向晶闸管的门极连接;所述的高介电材料填充层的相对介电常数大于100000,高介电材料填充层的厚度小于0.3mm。 

本发明涉及的是一种基于高介电材料的微型在系统可编程调节无极性电容器,具有平行板的结构。通过利用控制器的I/O接口,配合适当的驱动电路以便驱动晶闸管受控端,用晶闸管的一个主端子连接平行板上面不同面积的上电极板,晶闸管的另一个主端子相连接引出作为平行板电容的一个接线端,平行板下面的下电极板引出一端作为平行板电容的另一个接线端,通过编写不同的程序驱动控制器相应的I/O从而实现对基于高介电材料的无极性电容器进行在系统可编程调控。 

本发明的工作原理是: 

本发明所涉及的基于高介电材料的微型在系统可编程调节无极性电容器,其本质是可以改变对应平行板面积的大小,即在确定一种高介电填充材料后,两平行板间电容可建立关系:

                                    

其中d为极板间距,   为真空介电常数,   为电介质相对介电常数,皆为定值。S为极板间相对面积,所以:                                            

其中,A为一个定值,最终,通过在系统编程控制改变平行板对应面积S可实现对电容值的可控输出。

本发明的优点在于:在使用中通过组合不同大小的上电极板面积来在系统实现对电容值大小的调整,通过N个容量不同的平行板电容的并联可以组合成不同容量级别的电容器,采用这种结构,可以节省制造所需不同容量级别电容器的材料。电容器的容量值可以通过在系统编程的方法调整,避免电路中电容器容量不合适造成的反复更换不同电容器的重复工作,具有体积小、容量大、调整方便的特点,既能调节电容器容量又能节约资源重复利用。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图中标记:1、平行板电容,2、可编程控制器,3、下电极板,4、上电极板,5、高介电材料填充层,6、双向晶闸管,7、公共端电极,8、下层电极,9、控制信号输出口,10、驱动电路。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。 

一种基于高介电材料的可编程调节无极性电容器,包括平行板电容1和可编程控制器2,平行板电容1由一块下电极板3、至少两块不同面积的上电极板4和高介电材料填充层5构成,下电极板3与上电极板4平行设置,高介电材料填充层5设置在下电极板3和上电极板4之间,每块上电极板4都与一个双向晶闸管6对应,上电极板4的引出线与双向晶闸管6的一个主端子连接;双向晶闸管6的另一个主端子为公共端电极7,相互连接后作为平行板电容1的一个接线端;下电极板3引出的下层电极8作为平行板电容1的另一个接线端;所述可编程控制器2的控制信号输出口9通过驱动电路10与双向晶闸管6的门极连接;所述的高介电材料填充层5的相对介电常数大于100000,高介电材料填充层5的厚度小于0.3mm。 

本发明涉及的基于高介电材料的微型在系统可编程调节无极性电容器,具有平行板的结构。包括平行板结构电容器、多路晶闸管电路及驱动电路和可编程控制器。通过对不同类型的可编程控制器的多路可编程I/O口进行编程操作,并通过多路驱动电路驱动。利用不同的驱动电路端对应的晶闸管受控端控制上电极板对应的晶闸管,使上电极板的引出线与晶闸管公共端电极连通,从而改变电路中接入的上电极板数量和组合方式。如设置8个不同面积的上电极板,通过下层电极和公共端电极可得到256级电容值。 

高介电材料填充层在室温下的相对介电常数大于100000,且在-55度到+85度之间都能基本保持这样的介电常数;高介电材料填充层...

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图1
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